Calculul Fortei Seismice Pentru Constructii Provizorii

5
CALCULUL SEISMICE PENTRU PROVIZORII Rezumat Traian POPP • Ionel BADEA •• MARCU •• COMAN .. Având în vedere fondul construit existent, cu numeroase vechi, cu un nivel de degradare avansat sunt necesare de consolidare sau chiar în anumite cazuri reconstruirea cu de cele mai multe ori, a sau a altor ale în cazul imobilelor declarate monument. În cazul în care este unei anumite a existente inginerul proiectant se de problema unei provizori i acest element pe durata Acest lucru devine destul de problematic în în care normele existente nu fac ni ci o referire cu privire la nivelul seismice pentru o a de este mai de 50 ani. O prevedere privind calculul la se ismice pentru o a de este mai decât cea de codurile în vigoare (de 50 ani) în norma EN 1998- 1-2004 (EUROCOD 8), fiind mai jos. Abstract Tl'lking into account the fact that a lot of ex isting buildings are o ld, with a hi gh leve l of degradation, is necessary to rehabilitate these buildings or in some cases even to rebuild them keeping the facade or other parts ofthem, especially for those declared monuments. If is necessary to keep a part ofthe existing building the structural engineer has to design a temporary structure to support this part ofthe building. Designing this temporary st ructure becomes problematically if we take into account the fact that the existing national designing codes don't provide the method to calculate the level of seismic force for a building with a lif e period smaller than 50 years. A regulation for calculating the seismic force for a structure with a lif e period smaller than the o ne prescribed by the existing codes for the design of structure for earthquake resistance ( of50 years) can be found in the European designing code EN 1998-1-2004 (EUROCOD 8). This method it is deta il ed in this article. 1. Introducere Prezentul art ic ol un subiect evitat în prezent de normele în vigoare anume de calcul pentru o provi zor ie a de este mult mai decât durata de a unei normale, anume 50 ani. În cadrul ultimelor coduri de proiectare P l 00-92 P 100-1-2006 nu apare nicio reglementare privitoare la nivelul seismice ce trebuie la dimensionarea unei provizorii. *l - doctor inginer * *l - in giner diplomat la S.C. POPP & ASOCIATII SRL

description

model de calcul pt forte seismice la constructii provizorii

Transcript of Calculul Fortei Seismice Pentru Constructii Provizorii

  • CALCULUL FOREI SEISMICE PENTRU CONSTRUCII PROVIZORII

    Rezumat

    Traian POPP Ionel BADEA Drago MARCU Mdlin COMAN ..

    A vnd n vedere fondul construit existent, cu numeroase cldiri vechi, cu un nivel de degradare avansat sunt necesare intervenii de consolidare sau chiar n anumite cazuri reconstruirea cu pstrarea, de cele mai multe ori , a faadelor sau a altor pri ale construci ilor, n cazul imobilelor declarate monument. n cazul n care este impus pstrarea unei anumite pri a construciei existente inginerul proiectant se lovete de problema dimensionrii unei construcii provizori i menit s susin acest element pe durata execuiei. Acest lucru devine destul de problematic n condiiile n care normele naionale existente nu fac nici o refe rire cu privire la nivelul forei seismice pentru o construcie a crui durat de via este mai mic de 50 ani. O prevedere privind calculul la aciuni seismice pentru o structur a crui durat de via este mai

    mic dect cea prevzut de codurile n vigoare (de 50 ani) exist n norma european EN 1998-1-2004 (EUROCOD 8), aceast metod fiind detaliat mai jos.

    Abstract

    Tl'lking into account the fact that a lot of existing buildings are old, with a high level of degradation, is necessary to rehabilitate these buildings or in some cases even to rebuild them keeping the facade or other parts ofthem, especially for those declared monuments. If is necessary to keep a part ofthe existing building the structural engineer has to design a temporary structure to support this part ofthe building. Designing this temporary structure becomes problematically if we take into account the fact that the existing national designing codes don ' t provide the method to calculate the level of seismic force for a building with a life period smaller than 50 years. A regulation for calculating the seismic force for a structure with a life period smaller than the o ne prescribed by the existing codes for the design of structure for earthquake resistance ( of50 years) can be found in the European designing code EN 1998-1-2004 (EUROCOD 8). This method it is detailed in this article.

    1. Introducere

    Prezentul articol trateaz un subiect evitat pn n prezent de normele romneti n vigoare i anume fora seism ic de calcul pentru o construcie provizorie a cru i durat de via este mult mai mic dect durata de via a unei construcii normale, i anume 50 ani.

    n cadrul ultimelor coduri de proiectare antiseismic P l 00-92 i P 100-1-2006 nu apare nicio reglementare privitoare la nivelul forei seismice ce trebuie considerat la dimensionarea unei construcii provizorii.

    *l - doctor inginer **l - inginer diplomat la S.C. POPP & ASOCIATII SRL

  • Necesitatea unei asemenea prevederi credem c este imperativ avnd n vedere fondul construit existent i faptul c multe cldiri existente de la nceputul secolului XX sunt declarate monumente istorice, fie parial fie integral, gradul lor de degradare fiind avansat, iar nivelul de asigurare la aciuni seismice fiind foarte sczut. Apare astfel nevoia executrii unor lucrri fie de consolidare fie de prezervare a anumitor pri ale acestor construcii i integrarea lor n noi structuri conformate i dimensionate conform normelor n vigoare, aici referindu-ne n mod special Ia faade cu importan cultural i care trebuiesc pstrate.

    Una dintre msurile ce trebuiesc des luate este aceea de a susine provizoriu faadele pe perioada execuiei structurii de rezisten noi. Aceast structur de susinere trebuie calculat astfel nct s asigure att sigurana vieii oamenilor ct i integritatea faadei protejate, fiind necesar un calcul att la aciunea vntului ct i la aciunea seismic.

    2. Determinarea coeficientului de importan funcie de durata de via a construciei conform EN 1998-112004

    ntruct n normele romneti nu exist mcto reglementare pnvttoare Ia nivelul forei seismice ce trebuie considerat la dimensionarea unei construcii provizorii urmtorul pas a fost consultarea normelor europene i anume a EUROCODURILOR.

    n cadrul normei europene EN 1991-1-6-2005 - Aciuni asupra construciilor - Aciuni generale - Aciuni n timpul execuiei - cap. 4.13 - pentru calculul la aciuni seismice se face trimitere Ia EN 1998-l-2004 (EUROCOD 8) sau anexe naionale cu luarea n considerare a unui factor de importan ce depinde de durata de via limitat a construciei.

    n EC 8 capitolul 2.1, paragraful 4 se prevede ca pentru aciunea seismic definit prin valoarea acceleraiei maxime a terenului (ag), valoarea factorului de importan y1 de multiplicare a forei seismice de calcul pentru a atinge aceeai probabilitate de depire n n ani (caracterizat prin intervalul mediu de recuren corespunztor duratei de via a construciei provizorii - TL) ca i n N ani (caracterizat prin intervalul mediu de recuren corespunztor aciunii seismice de calcul prevzut n normele de vigoare corespunztoare unei durat de via a construciei de 50 ani - T LR), se poate determina folosind relaia:

    1

    r.{;:r (2.1) Pornind de Ia principiul de a obine acelai grad de asigurare la aciunea seismic, adic de a

    avea aceeai probabilitate de depire a valorii acceleraiei maxime a terenului pe durata de via a construciei se poate determina valoarea coeficientului de importan pentru construcii a cror

    durat de via este mai mic dect cea prevzut n normele actuale i anume 50 ani. Aa cum se tie n nonna actual de proiecatre antiseismic, PlOO-l-2006 aciunea seismic

    este definit printr-o valoare a acceleraiei maxime a terenului ce are o probabilitatea de depire de 39% n 50 ani ceea ce corespunde unui interval mediu de recuren de 100 ani , n timp ce n norma veche Pl 00-92 era luat n calcul o probabilitatea de depire de 60% n 50 ani ceea ce corespunde unui interval mediu de recuren de 50 ani, iar n EC8 se accept o probabilitatea de

    depire de 10% n 50 ani ceea ce corespunde unui interval mediu de recuren de 475 ani. Pornind de la aceste valori ale probabilitilor de depire a acceleraiei maxime a terenului ,

    ale intervalului mediu de recuren i a relaiilor de mai jos vom determina n continuare valorile coeficientului de importan y1 pentru diverse durate de via a construciilor provizorii.

  • pinNani(> X)=)-[) - 1 ] N TLR (> x)

    1 TL(>x) = (2.2) )- vJ- pinNani (>X) unde: N- durata de via a construciei conform P 100-1-2006 i EN 1998-1-2004, N=50ani; n - durata de via a construciei provizorii; T LR - interval mediu de recuren corespunztor aciunii seismice de calcul prevzut n

    normele de vigoare corespunztoare unei durat de via a construciei de 50 ani, i unei probai liti de depire de 39%, conform P 1 00-1-2006, sau 10% conform EC8

    T LR = 100 ani conform Pl 00-1-2006 TLR = 475 ani conform EN 1998-1-2004;

    T L- interval mediu de recuren corespunztor duratei de v ia a construciei provizorii i aceleiai probabiliti de depire prevzut n codul de proiectare antiseismic.

    Tabel 2. 1 - Calculul coeficientului de importan funcfie de durata de via a construciei conform EN 1998-112004 cu asumarea valorilor de calcul ale acceleraiei prescrise de P 100-1-2006

    N TLR P(>aJ nani TL Y1 50 100 0.39 1 2.5 0.29 50 100 0.39 2 4.5 0.36 50 100 0.39 3 6.5 0.40 50 100 0.39 4 8.5 0.44 50 100 0.39 5 10.5 0.47 50 100 0.39 10 20.4 0.59 50 100 0.39 20 40.3 0.74 50 100 0.39 25 50.3 0.80 50 100 0.39 50 100.0 1.00

  • Tabel 2.2 - Calculul coeficientului de importan funcie de durata de via a construciei conform EN 1998-1/2004

    1.10 ...: 1.00 !Z 0.90 ~ 0.80 o 0.70

    ~ 0.60 ::; 0.50 !Z 0.40

    ~ o 0.30 ~ 0.20 ~ o 0.10 u

    0.00

    N TLR P(>a2) nani TL YI 50 475 0.10 1 10.0 0.28 50 475 0.10 2 19.5 0.34 50 475 0.10 3 29.0 0.39 50 475 0.1 0 4 38.5 0.43 50 475 0.10 5 48.0 0.47 50 475 0.10 10 95.4 0.59 50 475 0.10 20 190.3 0.74 50 475 0.1 o 25 237.8 0.79 50 475 0.10 50 475.0 1.00

    ~-- :0-20061

    _..L- --!-'" ...-----

    ;.......--

    ..--V /

    / /

    1

    o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 DURATA DE VIATA A CONSTRUC TIEI (ani)

    Fig.2.1- Variaia coeficientului de importanfuncie de durata de via a construciei EN 1998-112004 cu asumarea valorilor de calcul ale acceleraiei prescrise de P 100-1-2006 i EC8

    Analiznd tabelele i graficul de mai sus se remarc similitudinea valorile factorului de importan pentru aciunea seismic definit conform P 100-1-2006 i EN 1998-1-2004.

  • 3. Concluzii

    Avnd n vedere faptul c normele naionale actuale nu reglementeaz modul de calcul al construciilor provizorii la aciuni seismice considerm c prevederi le normelor europene pot fi aplicate pentru structurile provizorii din Romnia, atta vreme ct pentru o structur provizorie se

    asigur acelai nivel de siguran la aciuni seismice cu cel impus de P 100-1-2006 pentru construcii normale.

    Atragem atenia c lipsa reglementrilor mai sus amintite impun, n cazul n care nu se face referire la prevederile normelor europene, considerarea n calcul a unei fore seismice pentru o

    structur provizorie egal cu fora seismic pentru o structur a crei durat de via este de 50 ani, dei probabilitatea de apariie a unui eveniment seismic major pe duarata de v ia a construciei provizorii este teoretic mai mic dect probabilitatea apariiei aceluiai eveniment seismic pe durata de via a unei construcii normale.

    n lipsa prevederilor de calcul a construciilor provizorii la aciunea seism i c proiectantul are dou opiuni, prima, aceea de a considera fora sei smic conform Pl00-1-2006, fr nicio reducere, aceasta avnd ca rezultat o structur de susinere provizorie supradimensionat, cu un consum de materiale i costuri foarte ridicate, iar cea de-a doua, de a considera o reducere a forei seismice pe baza unor aprecieri inginereti, fr o acoperire a normelor naionale, rspunderea n cazul unui eveniment seismic major revenindu-i n ntregime.

    n ncheiere considerm c normele actuale trebuiesc completate cu prevederi suplimentare de calcul al construci ilor provizorii la aciunea se ismic evitnd astfel interpretrea sau ocolirea actelor normative.